Главная Минимаркер Мосты и тоннели Минимаркер Проектирование деревянных и железобетонных мостов Минимаркер Пролетные строения со сквозными фермами Гау–Журавского

Пролетные строения со сквозными фермами Гау–Журавского

Страница 10 из 13

Пролетные строения со сквозными фермами (рис. 3.32, а) получили распространение в мостах под железную и автомобильную дороги в первой четверти XX в. Такие фермы с решеткой, состоящей из перекрещивающихся деревянных раскосов и металлических вертикальных тяжей, были впервые построены американскими инженером Гау. Задачу определения усилий в фермах решил русский ученый, инженер путей сообщения Д. И. Журавский, который на основе своих исследований издал книгу «О мостах раскосной системы Гау», получившую премию Российской академии наук. Поэтому в отечественной литературе эти фермы принято называть фермами Гау–Журавского.

Пролетное строение состоит из главных ферм, проезжей части и связей. Раскосы упираются в подушки, врезанные в пояса. Очевидно, что подобное соединение может передавать лишь сжимающие усилия. При действии нагрузки, равномерно распределенной по всему пролету, восходящие (от концов фермы к середине) раскосы сжаты, нисходящие раскосы при этом не работают, так как не могут воспринимать растягивающие усилия.

При загружении половины пролета восходящие раскосы, расположенные в свободной от нагрузки половине фермы, испытывают сжатие, а в загруженной – растяжение. Если собственный вес фермы невелик, то растягивающие усилия в восходящих раскосах, возникающие от временной нагрузки, могут оказаться больше, чем сжимающие усилия от постоянной нагрузки.

При сопряжении с поясами простым упором в подушки растянутый раскос не работает и в работу вступает встречный (сжатый) раскос данной панели. Это встречается обычно в средних панелях, где сжимающие усилия от постоянной нагрузки малы. В крайних панелях, как правило, раскосы всегда сжаты, поэтому встречные раскосы можно не ставить. Положительная роль встречных раскосов сводится к уменьшению свободной длины сжатых раскосов и улучшению условий работы подушек, на которые передаются горизонтальные составляющие усилий в подкосах.

Вертикальные элементы всегда растянуты, поэтому устраиваются из металлических тяжей с гайками на концах. Гайки позволяют подтягивать тяжи и регулировать положение частей решетки при сборке и устранять провисание ферм при эксплуатации.

Схемы ферм с крестовой решеткой

Рис. 3.32 – Схемы ферм с крестовой решеткой: 1 – опорная стойка; 2 – восходящий  раскос; 3 – нисходящий раскос; 4 – верхний пояс; 5 – нижний пояс; 6 – подушки; 7 – тяжи

Фермы Гау–Журавского имеют пролеты до 50 м. и высоту 1/51/7 пролета. Основные размеры фермы (высоту и величину панели) определяют с учетом ряда взаимосвязанных факторов. Усилия в поясах при определенном  значении  изгибающего  момента М зависят от высоты фермы h: S = M/h.

Следовательно, чем выше ферма, тем легче пояса, но при этом увеличиваются длина раскосов и тяжей и затраты материала на эти элементы. Кроме того, высота ферм связана с величиной панели. Наиболее благоприятный угол наклона расходов к вертикали 40–45°, однако угол наклона определяет величину панели, от которой зависит, в свою очередь, конструкция проезжей части. При величине панели более 2–3 м. проезжая часть существенно усложняется. Чем ниже ферма, тем меньше панель при том же угле наклона раскосов, причем необходимо еще обеспечить достаточную жесткость фермы, прогиб которой возрастает с уменьшением высоты.

При целесообразной высоте ферм больших пролетов не удается одновременно получить малую панель и благоприятный угол наклона раскосов. В этих случаях уменьшают панель вдвое при помощи стоек при езде поверху (рис. 3.32, б) или подвесок при езде понизу (рис. 3.32, в). Стойки подвески передают нагрузку на раскосы в местах их пересечения. Эти дополнительные элементы работают только на местную нагрузку, находящуюся в пределах данной панели.

Конструкция ферм небольших пролетов из брусьев сравнительно проста. Ферма моста под железную дорогу с расчетным пролетом 21,12 м. имеет 11 панелей по 1,92 м (рис. 3.33). Высота фермы между осями поясов 3,5 м (1/6 пролета). Нижний и верхний пояса состоят из четырех брусьев, уложенных в один ряд с просветом 2 см. для проветривания и пропуска тяжей, причем плоскости просветов поясов совпадают. Сечение брусьев верхнего пояса 20×24 см, нижнего 20×30 см.

Пролетное строение с фермами Гау–Журавского под железную дорогу

Рис. 3.33 – Пролетное строение с фермами Гау–Журавского под железную дорогу: а – фасад: б – поперечные разрезы; в – план верхних связей; 1 – щебень; 2 – узловая подушка

Для обеспечения равномерной работы брусьев пояса между ними устанавливают дубовые шпонки и пояса стягивают горизонтальными болтами. Стыки брусьев располагают вразбежку, стыкуя в каждой панели один брус. Стыки нижнего пояса перекрывают металлическими накладками со шпонками (рис. 3.34). В верхнем сжатом поясе устройство такого стыка не требуется; при тщательной пригонке торцов брусьев и расположения стыка в узле достаточно перекрыть его обычными металлическими накладками на болтах для обеспечения жесткости, так как усилие передается через торцы.

Варианты стыков нижнего пояса в фермах Гау–Журавского

Рис. 3.34 – Варианты стыков нижнего пояса в фермах Гау–Журавского: 1 – сварной шов; 2 – накладка; 3 – шпонка

Глубина врубки всех подушек в пояса 4 см, хотя горизонтальная составляющая усилия в раскосе, передающаяся на пояса, у опор значительно больше, чем в середине пролета. Цельные по всей ширине пояса подушки имеют длину 1 м.

Под гайки тройных тяжей круглого сечения d = 30–50 мм. уложены подгаечники из швеллеров № 24 длиной 80 см. Тонкая стенка швеллера во избежание изгиба вдоль фермы усилена плоской подкладкой, общей для всех тяжей. Швеллеры уложены на парные брусья подушек, пропущенных по всей ширине моста и связанных по концам двумя парами горизонтальных болтов.

Горизонтальные связи расположены в плоскости верхних и нижних поясов и представляют собой горизонтальную крестовую решетку со сжатыми диагоналями и растянутыми стяжками. В верхних связях концы диагоналей из брусьев (20×20 см) упирают в дубовые подушки, а в нижних связях врубают в пояса и притягивают болтами к поперечным узловым брусьям. Роль стяжек выполняют поперечные брусья с тяжами. В плоскости опорных стоек расположены вертикальные поперечные связи, передающие давление ветра с верхних связей на опоры. Диагонали врублены в поперечные брусья, уложенные на опорные узловые подушки. В пролете в четырех местах предусмотрены промежуточные поперечные связи.

Расстояние между осями ферм, принятое равным 2,20 м, обычно значительно больше расстояния между рельсами и возрастает с увеличением пролета. Чтобы пояс не работал на местный изгиб в пределах панели, нагрузку передают на ферму только в узлах, через два поперечных бруса сечением 24×24 см, на которые опирают прогоны. На прогоны укладывают поперечины.

Для растянутых стыков нижнего пояса рекомендуется вместо накладок со шпонками применять металлические накладки на глухих точеных нагелях (рис. 3.34, б) или деревянные накладки со сквозными цилиндрическими нагелями (рис. 3.34, а).

Фермы Гау–Журавского применяют редко в связи с большим расходом лесоматериала и металла, а также необходимостью монтажа фермы из отдельных элементов на месте.

Фермы с металлическими нижними поясами использовали при восстановлении мостов в период Великой Отечественной войны. В обычных условиях применение таких ферм нецелесообразно вследствие значительных затрат металла и относительно небольшого срока службы пролетного строения.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика